Exobolygók holdjainak érzékelésére közvetett módszerekkel van lehetőség, egy svájci vezetésű kutatócsoport most a WASP 49b exobolygó körüli feltételezett hold vulkáni aktivitását mérte fel.
Saját Naprendszerünkben a Jupiter, vulkáni aktivitásban élenjáró holdja, az Io képviseli ezt a típusú geológiai tevékenységet, az Io megfigyeléseiben tapasztaltakból a nátrium és a kálium jelzésértékű megjelenését használták fel az exohold vizsgálatában.
A vizsgálat elméleti alapját egy 2006-ban kidolgozott módszer adta, ez alapján a nagy mennyiségű nátrium egy exobolygó közelében annak holdjára, esetleg gyűrűjére utal. A Jupiter-Io kettőse esetében az Io vulkáni tevékenységének köszönhetően kiszabadult nátriumból ered a Jupiter legfelső légköri rétegében, exoszférájában található mennyiség, nem pedig a Jupiter saját anyagából, ez utóbbi ugyanis kicsapódna a légkör mélyebb rétegeiben már, nem juthatna el az exoszférába. Ha a bolygó belső, saját forrásából származó nátriumot észlelnének a felső légkörében, akkor ahhoz rendkívüli arányú saját nátriumforrásra lenne szükség, ezt pedig nem támogatják a modellek.

A felmért WASP 49b rendszer tőlünk kb. 550 fényév távolságban van, maga az exobolygó egy, a mi Szaturnuszunkhoz hasonló méretű, ám igen forró gázbolygó, ún. forró Jupiter típus, amely a csillagát alig 3 nap alatt kerüli meg. Egy ilyen rendszerben elképesztően erősek az árapályerők, korábban úgy vélték, hogy ez lehetetlenné teszi a stabil, hosszú időn át fennálló bolygó-hold rendszerek létezését. Azonban több elméleti modell megerősítette már, hogy pont az árapályerők energiája segíti elő, hogy a hold igen hosszú ideig a pályáján maradhasson, azonban cserébe a hold igencsak felforrósodik. A helyzet nagyon hasonló a Jupiter-Io kettőséhez, ahol szintén az árapályfűtés teszi lehetővé az Io vulkánkitöréseit.

Az ilyen bolygók légkörében észlelhető nátrium persze eredhet számtalan külső forrásból, pl. üstökös-becsapódásból, mikrometeoritokból, de az így megszerzett nátrium más légköri szinteken oszlik el, mint a most vizsgált bolygó körüli. Egy exoholdról eredő nátrium azonban a megfelelő légköri magasságban mutatkozik meg a számítások alapján, és ehhez mindössze az szükséges, hogy a bolygónak (a Jupiterhez hasonlóan) erős mágneses mezeje legyen.

A kutatók kiszámították, mekkora árapályerők hatnak a csillagához közel keringő WASP 49b feltételezett holdjára, s ezek az erők milyen mértékben képesek felforrósítani az exoholdat. Az eredményeik szerint az árapályfűtés mértéke kb. 5 nagyságrenddel meghaladhatja azt, amit az Io esetében tapasztalhatunk, az exohold felszínét gyakorlatilag fortyogó láva boríthatja ennek köszönhetően. Az elméleti számítások alapján egy ilyen exobolygó holdja több nátriumot és káliumot juttathat az űrbe, mint maga a bolygó, e két elemet pedig, szerencsére, nagyon jól meg lehet figyelni a színképelemzésekkel. Hasonló jelet több más exobolygó esetében is mértek, és a WASP 49b az, amelynél a legnagyobb esélyét látják a kutatók annak, hogy valóban egy aktív vulkáni tevékenységű exohold lehet a felelős az észlelt nátrium és kálium eloszlásért. A feltételezés persze nem bizonyosság, azonban az elméleti modellekkel, és a mi saját Jupiter-Io rendszerünk mért adataival jól egyező magyarázatot nyújt.
A teljes tanulmány, amely hamarosan a The Astrophysical Journal szakfolyóiratban fog majd megjelenni, elolvasható az arxiv preprint szerveren.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)